烟幕初始云团最大半径数值模拟

摘要

基于圆柱体发烟装置,采用Truegrid仿真软件建立带有"V"型刻槽的圆柱壳体网格模型,并用Autodyn软件建立发烟装置仿真模型,对烟幕初始云团爆炸分散过程爆轰压力变化规律进行数值模拟.借助于MATLAB提供的分段线性插值函数,将压力作为已知量引入爆炸分散理论模型,采用欧拉法对模型进行数值计算.开展了野外测试实验,采用摄像法和图像处理技术得到试验数据.结果表明,爆炸分散第一阶段发生时间为0～8.9×10-6 s,烟幕初始云团最大半径增大为原来的3～4倍;在爆炸分散第二阶段,烟幕初始云团最大半径增大到约3 m.基于Truegrid与Autodyn混合仿真,并与爆炸分散理论模型相结合的方法,相比仅利用数值积分求解爆炸分散模型的传统理论方法,烟幕初始云团最大半径的计算误差降低了3％～8％,且烟幕初始云团最大半径比单一理论模型法更接近实验结果.采用欧拉法计算模型的收敛性优于四阶龙格-库塔法.